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[국내논문] 딥러닝을 이용한 인공위성영상의 토지피복지도 생성기술
Satellite Land Cover Map Generation Using Deep Learning 원문보기

한국방송공학회 2019년도 하계학술대회, 2019 June 19, 2019년, pp.240 - 242  

김영은 (한국과학기술원) ,  이혁재 (한국과학기술원) ,  박형섭 (한국과학기술원) ,  유광선 (한국과학기술원) ,  김창익 (한국과학기술원)

초록
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본 논문에서는 대한민국 국토에 대한 토지피복지도를 인공위성 영상으로부터 생성하는 기술을 제안한다. 제안하는 방법은 먼저 합성곱 신경망을 이용하여 인공위성 영상의 각 패치를 4 종류의 토지 용도로 분류한다. 이후 인공위성 영상과 토지 용도 분류 결과를 조건부 랜덤 필드에 적용하여 픽셀 단위로 색상과 질감이 유사한 영역을 같은 토지 용도로 분류될 수 있도록 하여 정확한 토지피복지도를 생성한다. 현재 대한민국 국토에 대한 토지피복지도 생성을 위해 구축된 데이터 세트가 없기 때문에 본 연구에서는 합성곱 신경망 학습을 위한 데이터 세트를 직접 구축하였다. 이를 위해 환경공간정보 서비스 웹사이트로부터 인공위성 영상을 취득하고, 각 영상을 패치 단위로 나누어 토지 용도를 직접 분류하였다. 실험 결과를 통해 제안하는 토지 용도 분류 합성곱 신경망의 성능을 평가하였으며, 최종 생성된 토지피복지도는 제안하는 방법이 효과적으로 토지 용도를 분류할 수 있음을 나타낸다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 대한민국 토지는 삼림이 많고, 도심이 밀집되어 있는 특징을 가지고 있어 기존 방법을 제안하는 대한민국 토지피복지도 생성 합성곱 신경망에 적용하는데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 토지피복지도 생성을 위한 합성곱 신경망을 학습하기 위해 대한민국 토지 특성에 맞는 인공위성 영상 데이터가 필요하다. 영상 전체에 의미론적 라벨을 부여하는 영상 분류(image classification)와 달리, 영상 분할(semantic segmentation)의 경우에는 각 픽셀 마다 의미론적 라벨을 부여해야 하므로 학습을 위한 데이터 세트 구축에 많은 시간과 비용이 소요된다.
  • 본 논문에서는 합성곱 신경망 기반의 인공위성 토지피복지도 자동화 생성 기술을 제안하였다. 4 종류의 토지용도 분류(도시, 농지, 초지 그리고 수역)를 진행하였다.
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